（FHMSIW）的概念，与 HMSIW 相比，又缩小了近一半的体积。论文网

1.1.5  基片集成波导天线研究现状

基片集成波导（SIW）技术由于具备波导优良电特性和微带线平面集成的双重优 点，且具有损耗低，功率容量高等特点，当之无愧成为目前应用研究的重点、热点。 在金属波导天线的应用中，很多都是在波导宽壁或窄壁上开缝形成缝隙天线并向外辐 射能量。这种天线形成的阵列往往增益较高、功率容量也比较大，而且这一类天线无 论从结构上还是设计上都相对简便。因此大部分科研工作者在研究 SIW 天线时往往对

于 SIW 波导缝隙天线更加感兴趣，本毕业设计课题也将重点放在 SIW 波导缝隙阵列 的研究上。

SIW 波导裂缝天线从极化特性上分为圆极化、线极化、椭圆极化，从实现方式上 有驻波天线、行波天线，从缝隙切割方式上分为横缝、纵缝、斜缝。

矩形波导纵向裂缝可以等效为并联的纵向导纳，这是基于其缝隙内部电场近似成 正弦分布且相位近似不变的基础假设上。因此主要运用 Elliott 方法综合波导裂缝阵列。 对于 SIW 纵缝驻波线极化阵列而言，在偏置不太大的情况下基本上满足之前的假设， 可以将纵向缝隙等效为并联的导纳，并用 Elliott 算法[8]~[11]进行迭代综合。Elliott 方法 包含内部和外部的所有互耦。通过对方程组的迭代求解，可以得出满足一定口径幅度 分布和阻抗匹配要求的缝隙结构参数。这种算法对于空气填充标准波导非常有效，然 而对于 SIW，初始迭代缝隙参数往往不够理想，这是因为 SIW 较大的宽高比使得缝 隙导纳特性对结构参数非常敏感且 SIW 内部存在高次模互耦。为了达到较好的波瓣 图，还需进一步全波仿真优化。同时，为了达到较低的副瓣还会对激励电压进行泰勒 加权分布处理。在 W 波段下，天线尺寸很小，对于结构参数及其敏感，又存在介质 损耗特性的变化使得 SIW 纵缝线阵的设计更具有挑战性。Sun xinghua[26]制作了 10GHz 线极化阵列，Xu Junfeng[19]制作了 16GHz 低副瓣线极化阵列。

由于圆极化在卫星通信中的优秀性能，国内外的学者们也进行了大量 SIW 圆极化 天线阵的研究。通过查阅现有参考文献，SIW 圆极化天线的开缝方式主要有：正交匹 配缝隙、X 型缝隙[14]~[15]。文献[13]中 SIW 圆极化缝隙天线是将文献[12]中匹配双缝结 构加以改进形成四缝匹配缝隙结构并移植到基片集成波导结构上得到的。 Chen Peng[20]，Cheng Yujian[21]等利用不同的方法制作了不同工作频率下基片集成波导圆极 化天线阵列。

1.2 研究目标与方法

本课题主要研究 SIW 波导裂缝天线阵列的相关理论与设计实现，涵盖面较广。先 从 X 波段线阵单元电参数的仿真入手，再进行线极化阵列的设计。再将波段移至 94GHz 设计 SIW 纵缝线阵。再在 Ku 波段下研究行波圆极化单元的仿真并设计对应的 圆极化行波阵列。除此之外，根据研究的进度可进一步扩大研究深度，通过对天线结 构的改良设计例如频带更宽等性能优越的 SIW 缝隙天线。

本文设想研究内容如下：

1）X 波段下 SIW（基片集成波导）纵缝驻波线极化单元、阵列的仿真实现

2）W 波段（94GHz）下空气填充标准矩形波导纵缝驻波线极化单元、阵列的仿真实 现

3）W 波段（94GHz）下 SIW 纵缝驻波线极化单元、阵列的仿真实现

4）Ku 波段（16GHz）下 SIW 行波圆极化单元（匹配缝隙）、阵列的仿真实现

5) W 波段（94GHz）下 SIW 行波圆极化单元（匹配缝隙）、阵列的仿真、实现